Características de peroxisomas, funções, estrutura, biogênese

O Peroxissomos, Também conhecidos como microcurnms, são pequenas organelas de células, muito semelhantes aos lisossomos, que são suspensos no citosol da maioria das células eucarióticas.

Assim como o corpo humano tem órgãos que cumprem diferentes funções para mantê -lo vivo, as células também as têm e são as que chamamos de "organelas" ou "organelas".

À medida que o coração bombeia o sangue em direção ao resto do corpo, o nariz e os pulmões servem para respirar, o estômago recebe a comida e começa com sua digestão e o cérebro é responsável por coordenar tudo (para colocar alguns exemplos), de modo que as organelas são essenciais para muitas das funções das células.

Entre algumas das organelas celulares estão os peroxissomas, descritos em 1960 por Christian René de Duve, o mesmo pesquisador que desenvolveu as técnicas de fracionamento subcelular para separar as diferentes organelas celulares com base em sua densidade.

De Duve compartilhou, em 1974, o Prêmio Nobel de Fisiologia e Medicina com Albert Claude e George Palade, graças ao seu trabalho com essas técnicas e à descoberta de peroxissomos.

O nome dessas organelas deriva da produção interna de peróxido de hidrogênio (h₂QUALQUER₂), Um subproduto das reações de redução de óxido que ocorrem nelas e que são potencialmente tóxicas para as células (pode reagir com muitas outras moléculas), por isso é rapidamente degradado.

Em uma célula, pode haver até 500 perxissomos "nadar" no citosol, mas o número e o tamanho dessas organelas depende não apenas do tipo de célula em questão, mas do estado fisiológico do mesmo e do meio que o rodeia.

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Características gerais dos peroxissomos

Existem muitas características que têm peroxissomos que os tornam semelhantes a outras organelas celulares e, ao mesmo tempo, muito diferente. Em seguida, uma breve lista em que alguns dos mais importantes estão resumidos:

- São pequenas organelas cercadas por uma membrana simples, que as separa do restante de moléculas e organelas no citosol.

- Muito do que está dentro, especialmente proteínas e enzimas, são sintetizadas no citosol da célula à qual pertencem por meio de ribossomos livres, que são proteínas complexas capazes de mediar a tradução de mensageiros de RNA (RNAM) do núcleo e derivados de a transcrição de um gene específico.

- Eles não têm seu próprio genoma, isto é, dentro de não há DNA ou a máquina necessária para processamento (replicação, transcrição e tradução, por exemplo).

- Eles se multiplica por divisão.

- Dentro, você pode encontrar até 50 enzimas digestivas diferentes e seus produtos secundários (perigosos para células).

- Seu tamanho e número podem variar muito entre uma célula e outra, porque eles dependem das condições intracelulares (são induzíveis) e do tipo de célula.

Funções

Esquema de uma célula de micróbios mostrando um peroxissomo (peroxissomo), uma mitocôndria (mitocôndriom) e o núcleo (núcleo) (fonte: cnx OpenStax/cc por (https: // cretiveCommonsns.Org/licenças/por/4.0) via Wikimedia Commons)

Os peroxissomos cumprem diferentes funções dentro de uma célula, muitas delas relacionadas às enzimas dentro.

- Reações oxidativas

Peroxissomos internos, muitas reações de redução de óxido ocorrem, esta é a troca de elétrons entre um composto e outro, geralmente catalisado por proteínas com atividade enzimática (enzimas).

Atualmente, essas reações de redução de óxido em peroxissomos produzem peróxido de hidrogênio (h₂QUALQUER₂), Um composto que é prejudicial às células.

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No entanto, no interior dos peroxissomos, há uma enzima chamada catalase, responsável por decompor peróxido de hidrogênio para formar água ou usá -lo para oxidar outros compostos.

A capacidade de conter essas reações no interior está intimamente relacionada às outras funções que essas organelas celulares executam, uma vez que a degradação metabólica de muitas moléculas implica sua oxidação.

Sem as reações oxidativas dos peroxissomos, o acúmulo de compostos como ácidos graxos de cadeia longa, por exemplo, pode causar danos consideráveis ​​às células nervosas no cérebro.

- Metabolismo energético

Os peroxisomas participam da produção de ATP, que é a principal "moeda" de uma célula.

Uma das maneiras pelas quais eles fazem é degradar os ácidos graxos (dos quais as gorduras e muitos lipídios são compostos), digerindo etanol (um tipo de álcool) e aminoácidos (os "blocos" que compõem proteínas), etc.

Nas células animais, a maioria dos ácidos graxos é degradada nas mitocôndrias e uma pequena porção é processada em peroxissomos, mas em leveduras e plantas essa função é praticamente exclusiva de peroxissomos.

- Biossíntese

Os peroxissomos também funcionam na produção de moléculas que fazem parte das membranas celulares. Essas moléculas são conhecidas como plasmalógenos e são um tipo muito importante de lipídios para células cerebrais e cardíacas (cardíacas) de humanos e outros mamíferos.

Outros lipídios sintetizados em peroxissomos e com a participação do retículo endoplasmático (outra organela celular muito importante) são colesterol e dolicol, essenciais para a operação de células.

Em muitos animais mamrados, por exemplo, os peroxissomos das células hepáticas também participam da síntese de ácidos biliares, derivados do colesterol e muito necessários para a digestão das gorduras contidas nos alimentos que são processados ​​no estômago e depois na intestino delgado.

Estrutura

Os peroxissomas são organelas membranosas, mas, diferentemente das membranas observadas em outras organelas, como mitocôndrias e cloroplastos, por exemplo, eles têm uma membrana simples e não um sistema de membrana dupla.

Sua aparência não é constante, ou seja, pode mudar. No entanto, eles geralmente são organelas esféricas que têm um diâmetro médio entre 0.2 e 1 μm, ou seja, o milionésimo de um metro.

Esquema básico da estrutura de um peroxissomo (Fonte: Thureson/CC BY-SA (http: // criativecommons.Org/licenças/BY-SA/3.0/) via Wikimedia Commons)

Quando eles não têm forma esférica, podem ser vistos como pequenos túbulos de tamanhos diferentes, que são conectados um ao outro (certamente são peroxissomos de divisão).

Eles geralmente têm um centro ou núcleo cristalino, que os cientistas descrevem dessa maneira pela maneira como o observam no microscópio, provavelmente como resultado da enorme quantidade de proteína dentro.

Biogênese (origem)

Embora os peroxissomos não contenham DNA dentro, ou seja, eles não têm seu próprio genoma, eles podem ser divididos por gemas ou fissão.

Esse processo depende da quantidade de proteínas e materiais para construir novas membranas disponíveis, que são "importadas" do citosol.

Aqueles que participam?

O retículo endoplasmático é responsável pela síntese de fosfolipídios que formam a membrana de peroxisom, bem como a síntese de algumas de suas proteínas, isso através de seus ribossomos associados.

Os ribossomos (na verdade presentes no citosol como "polirribossomos livres") são os que traduzem a maioria das proteínas. Essas proteínas só podem entrar nos peroxissomas se tiverem uma gravadora especial ou "marca".

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Sem essas marcas, as proteínas não podem ser reconhecidas por outras proteínas na membrana peroxisom e, portanto, elas não serão capazes de cruzá -la.

Então, se no citosol os ribossomos ligados ao retículo endoplasmático áspero.

Peroxisomas em células animais

As células animais têm muitos perxissomos e lisossomos, organelas semelhantes responsáveis ​​pela "reciclagem" de outras organelas e diferentes tipos de moléculas de tamanhos diferentes.

As células de alguns animais (mas não as de humanos), por exemplo, têm peroxissomos capazes de degradar ácido úrico, que geralmente é um resíduo metabólico rico em nitrogênio, cujo acúmulo no sangue pode ter efeitos prejudiciais.

Funções "raras"

Além de todas as funções mencionadas acima, os peroxisomas desempenham funções muito particulares em alguns animais. Iluminação e outros insetos, por exemplo, usam uma enzima nos peroxissomos de suas células para encontrar um parceiro e, em alguns casos, para localizar seus alimentos.

Esta enzima é conhecida como luciferase. Luciferase ajuda os machos a produzir um "flash" brilhante de luz que pode ser verde ou amarelo, e que serve para atrair as fêmeas da mesma espécie.

A duração de cada flash e o intervalo em que eles aparecem são típicos de cada espécie, para que as fêmeas possam distinguir machos no escuro da noite. Em certas espécies, a fêmea também produz um flash e, em outras, emite uma luz que atrai o homem para comê -lo.

Peroxissomos modificados

Assim como as plantas possuem glioxissomos, que são um tipo de peroxissomo especializado em uma rota metabólica específica, algumas células animais modificaram peroxissomos.

Os certoplastídeos, um grupo de parasitas que causam diferentes doenças aos seres humanos e outros animais, têm um tipo modificado de "mas peroxissomo de glicossomo".

Os glicossomos recebem esse nome porque dentro das enzimas necessárias para o processamento de glicose (enzimas glicolíticas) estão bloqueadas, além de outras enzimas que participam de outras rotas metabólicas para obter energia.

Peroxissomas em células vegetais

As células vegetais também contêm peroxissomos e estas têm funções muito importantes para o funcionamento das plantas, além das funções compartilhadas com as de peroxissomos de outros tipos de células.

- Ciclo de glioxilato

Nas sementes, por exemplo, os peroxissomos de suas células são responsáveis ​​por transformar gorduras armazenadas em carboidratos, que são a matéria -prima necessária para o desenvolvimento das mudas que germinarão germinar.

O processo pelo qual a planta peroxisomas executa essa função é conhecida como ciclo de glicoxilato, que é considerado uma variante do ciclo Krebs; portanto, alguns textos se referem a esses peroxissomos como os glioxissomos.

- Fotorerspiração

Nas plantas, essas organelas também estão envolvidas em um processo conhecido como fotorerspiração, que consiste em uma rota metabólica "contrária" à fotossíntese, uma vez que nenhum oxigênio não é produzido, mas é consumido, e o dióxido de carbono é liberado sem obter ATP.

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Apesar do exposto, esse processo também é conhecido como "recuperação de carbono", uma vez que os peroxissomos recebem de cloroplastos (outro aminoácido de ornaul).

A glicina que ocorre nos peroxissomos de plantas é transportada para as mitocôndrias (a organela onde ocorre a respiração e a síntese de grandes quantidades de ATP). Nas mitocôndrias, essa glicina se torna uma serina, outro aminoácido, que é devolvido ao peroxissomo.

A serina, uma vez em peroxissomo, é convertida em glicerado e a partir daí é enviada para cloroplasto novamente. Todo esse processo não leva à produção de energia, mas ao uso de átomos de carbono que são definidos para glicolam.

Doenças de peroxissomos

Existem diferentes tipos de "distúrbios" relacionados a peroxissomos. Geralmente, esses distúrbios têm a ver com mutações nos genes que estão envolvidos na biogênese dessas organelas ou, mesmo, nesses genes que codificam as enzimas ou o transporte de proteínas estes.

Como eles têm um componente genético, esses distúrbios geralmente são congênitos (são herdados de pais para filhos) que podem ter consequências moderadas ou graves, dependendo do caso.

Síndrome de Zellweger

Esta síndrome, embora estranha, inclui uma das condições mais graves. É caracterizado por completa ausência ou uma redução considerável no número de cromossomos nas células do corpo.

As mutações genéticas que causam essa síndrome também causam acumulação de compostos ricos em elementos como ferro e cobre, e ácidos graxos de cadeia muito longa no sangue e outros tecidos, como fígado, cérebro e rins.

Quais são as consequências?

Crianças pequenas afetadas por essa síndrome geralmente nascem com deformidades faciais (na face) e com alguma deficiência intelectual. Eles podem sofrer problemas à vista e ouvidos, além de sofrer problemas gastrointestinais e hepáticos, para que geralmente não vivam mais de um ano.

Outras síndromes relacionadas

Existem outras doenças relacionadas a defeitos em peroxissomos. Entre estes estão adrenoleutóia neonatal (Nald, inglês Adrenoleukstrofia neonatal) E ref doença.

Ambas as doenças são caracterizadas pelo aparecimento tardio dos sintomas, que geralmente são observados durante a infância, para que os pacientes possam sobreviver à idade adulta do início da idade adulta.

Referências

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